博弈论-1PPT课件..ppt

1、1,博弈论 Game Theory,董维刚 大连理工大学管理与经济学部 Email: 办公电话：84707596 综合实验2号楼509,2,2,课程概要,课程内容 导论 完全信息静态博弈 完全信息动态博弈 不完全信息静态博弈 不完全信息动态博弈,3,3,教材 谢识予：经济博弈论（第三版），复旦大学出版社，2006。 参考书 Gibbons, R., A Primer in Game Theory, Harvester Wheatsheaf Press, 1992.吉本斯，博弈论基础 （中文版），中国社会科学出版社，1999。 张维迎：博弈论与信息经济学，上海三联书店，1996。,4,4,课程要

2、求 课堂表现：15% 保证出勤 遵守纪律 认真听讲 积极交流特别说明：三次无正当理由缺席者取消期末考试资格 作业：15% 期末考试：70%,5,5,第1章 导论,6,6,第1节 博弈论概述,什么是博弈论 博弈论与经济学 博弈论的发展 博弈论与诺贝尔经济学奖,7,7,什么是博弈论,从孩提时代，我们就玩游戏（Game），如捉迷藏、扑克、象棋和网球等。 超市选址 请从1-100中任意选取一个整数，谁选取的数值与所有参与者选的数平均值的2/3越接近，谁就将赢得比赛。,海盗分金,8,8,这些游戏的共同之处在于参与者在做决策时，都面临同一种局势决策时必须考虑其他人的行动。 决策者间的相互依存正是博弈（Ga

3、me）的实质。,经济寡头企业决策、市场阻止、招标拍卖,军事、政治中日关系、朝核问题、叙利亚危机,9,9,博弈论：以数学为基础，研究对抗冲突中问题最优解决方案的方法。“博弈论是研究决策主体的行为发生直接相互作用时的（最优）决策以及这种决策的均衡问题的”张维迎博弈论与信息经济学,10,10,警察抓小偷囚徒困境,-5， -5,0， -8,-8， 0,-1， -1,坦 白,抵 赖,坦 白,抵 赖,囚徒困境支付矩阵,囚徒 2,（坦白，坦白）,囚 徒1,11,11,夫妻博弈性别战,2， 1,0， 0,0， 0,1， 2,乡8,琅琊榜,乡8,琅琊榜,性别战支付矩阵,妻子,（乡8，乡8） （琅琊榜，琅琊榜）,

4、丈夫,12,12,进入博弈（先来后到博弈）,进入者,不进,进,（0，300）,默许,斗争,（40，50）,（-10，0）,在位者,（进，默许）,进入博弈扩展式,13,13,围点打援 围魏救赵 声东击西 远交近攻，近交远攻 明修栈道，暗渡陈仓,14,博弈论与经济学,博弈论不是经济学 博弈论是一种方法“数学的一个分支” Nash（1951）的博弈论奠基之作“Non-cooperative Games”发表于数学杂志 Shapley（1953）关于合作博弈的重要文章“A Value for N-person Games”本身也是数学手稿 政治、军事、外交、司法、体育等诸多领域都广泛涉及博弈论的内容,

5、15,博弈论与经济学关系最为紧密 博弈论在经济学中应用最广泛、最成功；博弈论的许多成果都是借助经济学的案例发展而来的 经济学家对博弈论的贡献巨大，特别是在动态分析和不完全信息引入博弈论之后，Tirole、Kreps和Wilson等都是经济学家。 经济学和博弈论的研究模式相同最根本二者均强调个人理性，追求既定约束条件下的效用最大化,16,经济学中广泛应用博弈论的意义 经济学研究对象日益转向个体，放弃了一些没有微观基础的假定，从个人效用函数及约束条件开始推导行为和均衡，更贴近现实。 经济学越来越转向对人与人之间关系的研究，特别是人与人之间行为的互相影响、利益冲突与一致、竞争与合作等。 经济学越来越

6、重视对信息的研究，特别是信息不对称对个人选择及制度安排的影响。,17,博弈论的发展,思想萌芽 2000年多年前我国孙子兵法、“田忌赛马” 1500年前巴比伦犹太教法典中的“三妾争产” 1838年古诺寡头模型 1883年伯川德寡头模型 1913年齐默罗象棋博弈定理“逆向归纳法” 1921-1927年波雷尔给出混合战略的第一个现代表述，并给出有数种战略两人博弈的极小化极大解 1928年冯诺伊曼和摩根斯坦扩展式博弈定义，证明有限策略两人零和博弈有确定性的结果,18,形成冯诺伊曼和摩根斯坦博弈论和经济行为 （Theory of Games and Economic Behavior,1944）奠定经济

7、博弈论的基础 引进博弈的扩展式（Extensive Form）表述和标准式（Normal Form）或称战略式（Strategy Form）、矩阵式（Matrix Form）表述 提出稳定集（Stable Sets）解概念 正式提出构建博弈论一般理论的想法,19,博弈论的成长,第一个研究高潮（20世纪40年代末50年代初） 1950年Nash提出“纳什均衡” 概念和证明纳什定理，发展非合作博弈的基础理论。 1952-1953年期间Shapley和Gillies提出“核” 的概念，作为合作博弈的一般解概念。 1953年Shapley在讨论联盟博弈解的过程中，提出了合作博弈的“Shapley值”

8、概念。,“（20世纪）40年代末50年代初是博弈论历史上令人振奋的时期，原理已经破茧而出，正在试飞它们的双翅，活跃着一批巨人。” R.J.Aumann,20,第二个研究高潮（20世纪50-70年代） 1954-1955年 “微分博弈” 的概念得以提出。 “重复博弈” 在20世纪50年代末开始被研究，这自然引出了关于重复博弈的“Folk theorem”。 1959年Aumann提出了“强均衡”（Strong Equilibrium）的概念。 1960年Schelling引进了“Focal Point”的概念。 博弈论在演化生物学（Evolutionary Biology）中的公开应用也是在20

9、世纪60年代初出现的。,21,Selten（1965）提出“子博弈精炼纳什均衡” 求解动态博弈；1975年提出的“颤抖的手均衡”，考查动态博弈均衡的稳定性。 Harsanyi1967-1968三篇系列论文，探讨了如何求解不完全信息博弈，提出了Harsanyi 转换和贝叶斯均衡” ；1973年提出关于“混合战略”的不完全信息解释，以及“严格纳什均衡” 。 20世纪70年代“演化博弈论”获得重要发展，梅纳德史密斯（M.Smith）1972年引进“演化稳定战略”（ Evolutionarily Stable Strategy，ESS）。 “共同知识”（Common Knowledge）的重要性，因为

10、Aumann 1976年的文章引起广泛的重视。,22,简评,这个时期博弈理论仍然没有成熟，理论体系还比较混乱，概念和分析方法很不统一，在经济学中的作用和影响还比较有限，但这个时期博弈论研究的进展却是非常显著的。 这一阶段博弈论研究的迅速发展，除了得益于理论发展自身规律的作用以外，全球政治、军事、经济特定环境条件的影响（战争和冷战时期的军事对抗和威慑策略研究的需要，国内外经济竞争的加剧），以及经济学理论发展本身的需要等，都起了重要的作用。正是因为有了这一阶段博弈论研究的繁荣发展，才有20世纪80、90年代博弈论的成熟和对经济学的博弈论革命。,23,博弈论的成熟（20世纪80年代以来）,Kohlb

11、erg（1981） 采用“前向归纳法”（Forward Induction）探讨动态博弈均衡的稳定性问题。 Kreps and Wilson（1982 ）年提出“序贯均衡”（Sequential Equilibria）。 M.Smith （1982）出版了演化与博弈论，继续丰富演化博弈论。 Bernheim and Pearce （1984）提出“可合理化解”（Rationalizability），丰富非合作博弈解的概念。 Selten and Harsanyi（1988）提出了在非合作和合作博弈中均衡选择的一般理论和标准。 Fudenberg and Tirole（1991）首先提出 “精炼

12、贝叶斯均衡”（Perfect Bayesian Equilibrium）概念。,“有一些名字不能不提。首字母简略词NASH或许有助于我们记住他们的名字：纳什（Nash）本人是字母N，A代表Aumann，S表示Shapely和Selton，H指的是Harsanyi” Binmore,1992,24,博弈论发展的新动向,从非合作行为到合作行为：合作博弈理论重新受到关注，并与非合作博弈一起研究联盟；Shapley在20世纪50年代作出了开创性贡献。 从理性主义到经验主义：演化博弈兴盛，并且关于博弈中学习的研究成为学科的热点之一；20世纪80年代M.Simth演化与博弈论、Price，Weibull、

13、Levine、Friedman、Binmore等。 从理论分析到实证检验：实验博弈弗农史密斯获2005诺奖,25,博弈论与诺贝尔经济学奖,1994年度诺奖得主： 非合作博弈约翰纳什（John F.Nash）约翰海萨尼（John C.Harsanyi）莱因哈德泽尔腾（Reinhard Selten）; 1996年度诺奖得主： 不对称信息激励理论 威廉维克瑞（William Vickrey）詹姆斯莫里斯（James A. Mirrlees）;2001年度诺奖得主： 不对称信息市场博弈迈克尔斯彭斯（A Michael Spence）约瑟夫斯蒂格利茨 （Joseph E. Stigliz）乔治阿克洛夫

14、（George A. Akerlof）;,26,2002年度诺奖得主：实验经济学和心理弗农史密斯（Vernon L. Smith）丹尼尔卡内曼（Daniel Kahneman）; 2005年度诺奖得主： 博弈论基础和应用罗伯特奥曼（Robert J. Aumann）托马斯谢林（Thomas C. Schelling） 2007年度诺奖得主： 机制设计 里奥尼德赫维茨（Leonid Hurwicz） 埃瑞克马斯金（Eric S. Maskin）罗杰迈尔森（Roger B. Myerson） 2012年度诺奖得主： 合作博弈罗伊德夏普利（Lloyd Shapley）埃尔文罗斯（Alvin Roth

15、）,27,一代数学天才约翰纳什,影片美丽心灵是一部以纳什的生平经历为基础创作的人物传记片，荣获2002年奥斯卡金像奖，几乎包揽了2002年电影类全球最高奖项。主人公原型纳什因而成为热门的公众人物。,约翰纳什（ John F Nash，1928-2015 ），美国人。父亲是电子工程师与教师，第一次世界大战的老兵。纳什小时孤独内向，虽然父母对他照顾有加，但老师认为他不合群不善社交。纳什的数学天分大约在14岁开始展现。他在普林斯顿大学读博士时刚刚二十出头，但他的一篇关于非合作博弈的博士论文和其他相关文章，确立了他博弈论大师的地位。在20世纪50年代末，他已是闻名世界的科学家了。 然而，正当他的事业如

16、日中天的时候，30岁的纳什得了严重的精神分裂症。他的妻子艾利西亚麻省理工学院物理系毕业生，表现出钢铁一般的意志。漫长的半个世纪之后，她的耐心和毅力终于创下了了不起的奇迹：纳什教授渐渐康复。由于他与另外两位数学家在非合作博弈的均衡分析理论方面做出了开创性的贡献，对博弈论和经济学产生了重大影响，而获得1994年诺贝尔经济奖。 后来，纳什已经基本恢复正常，重新开始科学研究，并受聘青岛大学教授。,28,莱因哈德泽尔腾,泽尔腾（Reinhard Selten， 1930-）出生于德国的布莱斯劳（二战后划属波兰）。 1958年前后，泽尔腾了解到西蒙关于有限理性的论文，并试图构造一个有限理性多目标决策模型。

17、 1960年代早期，泽尔腾做了寡头博弈的实验，发现对该实验模型的博弈理论分析太困难了。他定义了子博弈精炼的概念，并于1965年发表了他最著名的博弈论论文一个具有需求惯性的寡头博弈模型。子博弈精炼均衡正式定义的提出成为他后来获得诺贝尔经济学奖的主要原因。 在颤抖的手均衡概念中，泽尔腾利用人类行为包含非理性因素（局中人会犯错）这一特点，形成对理性概念的一种新理解。这种方法无疑是博弈理论的一个重大突破。 2009年泽尔腾曾到东北财经大学讲学,29,约翰海萨尼（John C Harsanyi，1920-2000 ），美国人，由于他与另外两位数学家在非合作博弈的均衡分析理论方面做出了开创性的贡献，对博弈

18、论和经济学产生了重大影响，由此获得1994年诺贝尔经济学奖。 通过海萨尼转换（Harsanyi Transformation），海萨尼将不完全信息博弈变成了完全但不完美信息博弈，并且提出了贝叶斯均衡，在此均衡下参与人的目标是：在给定自己的类型，以及其他参与人的类型与战略关系选择的条件下，使自己的期望效用最大化。,约翰海萨尼,威廉维克瑞,30,威廉维克瑞（William Vickrey，1914-1996）美国哥伦比亚大学教授 ，由于他在信息经济学、激励理论、博弈论等方面都做出了重大贡献，获得1996年诺贝尔经济奖。维克瑞（William Vickrey，1961）在拍卖理论中作出了重要的贡献，

19、但是它和完全竞争市场的标准范式存在不一致，这不可避免地使许多主流经济学家感到不满。这种紧张的关系从维克瑞重要的论文都发表在一份特殊的财经杂志上，而非一般经济理论的主流刊物这一特征上可见一斑。,詹姆斯莫里斯,31,詹姆斯莫里斯（James A. Mirrlees，1936-)1936年生于苏格兰，与亚当斯密是同乡，1957年在爱丁堡大学获得数学硕士学位，1963年取得英国剑桥大学哲学博士学位。1969年，年仅33岁就被聘为牛津大学的教授，从1969年起到1995年一直任教于牛津，任该校埃奇沃思讲座经济学教授，纳菲尔德学院院士，现为剑桥大学经济学教授、香港中文大学经济学教授。莫里斯教授曾担任过国际

20、计量经济学会会长、英国皇家经济学会会长等职，是英国科学院院士、美国艺术与科学院院士、中国政府经济顾问 。由于莫里斯教授在信息经济学理论领域做出了重大贡献，尤其是不对称信息条件下的经济激励理论的论述，他与美国哥伦比亚大学教授威廉维克瑞（William Vickrey）分享了1996年诺贝尔经济学奖，该理论已成为现代经济学的重要基石。,博弈论的集大成者罗伯特奥曼,32,罗伯特奥曼1930年6月出生于法兰克福，1950年毕业于纽约大学并获数学学士学位，1952年和1955年在麻省理工学院分别获得数学硕士学位和数学博士学位，现任耶路撒冷希伯莱大学理性分析中心教授、纽约州立大学斯坦尼分校经济系和决策科学

21、院教授、以色列数学俱乐部主席、美国经济联合会荣誉会员等。他担任多家专业杂志社的编辑，如国际对策论杂志、数理经济学杂志、经济学理论杂志、经济计量学、运筹学数学等 。 在过去四十多年中，罗伯特奥曼是数理经济学领域的领袖人物之一，他在瓦尔拉斯均衡理论和博弈论领域作出了卓越的贡献，在决策制定理性观点方面也有杰出成绩。可以说，在当代的博弈论研究中几乎没有他未涉足过的领域。 他的学生非常杰出，虽然他一共只带过十几位博士生，但个个是精英，全世界博弈论一流学者中有1/3是他的学生。,诺贝尔经济奖为什么如此青睐于博弈论学者？,博弈论这门学科，应该说是为整个社会科学的研究方法提供了统一的研究范式。是20世纪社会科学最重要的成果之一，可以和自然科学遗传基因DNA双螺旋结构的阐释相媲美。 博弈论是深刻理解经济行为和社会问题的基础。按照1998年诺贝尔经济学奖得主阿玛蒂亚森的看法，博弈论和社会选择理论是20世纪社会科学最主要的成就。这两门学科创立的标志性事件分别是两本书的出版；后者应该是1951年阿罗的小册子社会选择与个人价值，而前者毫无疑问是1944年冯诺伊曼和摩根斯坦的鸿篇巨著博弈论与经济行为 。,33,